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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 1QThAFN  
应用示例简述 c ;VW>&,B  
1. 系统细节 r?{tBju^  
 光源 $ |AxQQ%f  
— 高斯激光束 ~_Aclm?  
 组件 "bqB@)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]'Bz%[C)  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 umY4tNe]$  
 探测器 #~"jo[  
— 视觉感知的仿真 &}<IR\ci  
— 高帽,转换效率,信噪比 d4/ZOj+%  
 建模/设计 EG,RlmcPp  
— 场追迹: qbjRw!2?w  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 wml`3$"cf  
;tO(,^  
2. 系统说明 j:g/[_0s  
r>V go):s  
uTQ/_$  
9!tRM-  
3. 建模&设计结果 )l^w _;  
4q2aVm  
不同真实傅里叶透镜的结果:  C+_ NG  
/p~gm\5Z  
J^U#dYd  
Xr-eDUEi  
4. 总结 h/d&P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 dI3U*:$X  
#8cY,%<S]  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 R4{2+q=0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 e(cctC|l  
%A04'dj`zQ  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 wJip{  
.pZwhb  
应用示例详细内容 J?HYN%  
^8DC W`V  
系统参数 99vm7"5hQ  
S~hNSw (-  
1. 该应用实例的内容 Y<l{DmrsA  
qm2  
fDf:Jec`[  
'F1NBL   
UW!!!  
2. 仿真任务 .7" f~%&oP  
\xwE4K  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 5F $W^N  
Y6f0 ?lB  
3. 参数:准直输入光源 p "u5wJ_  
Z':}ZXy]  
\f .ceh;!  
!>+YEZ"  
4. 参数:SLM透射函数 vn7<>k> dx  
Zj%l (OVq  
&jr'vS[b  
5. 由理想系统到实际系统 __OD^?qa  
1t6VS 3  
pPUKx =d  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 /2 ')u|  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |}t[- a  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Srg `Tt]  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 s%GhjWZS  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4fgA3%  
se2ay_<F+  
Cwl#(; @  
lOYzo  
30bScW<08  
应用示例详细内容 F<VoPqHq  
=y.?=`"  
仿真&结果 hKj"Lb9 ]  
 `C9/=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 F6`$5%$M;?  
] X%T^3%G  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 0j@gC0xu)|  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 FMh SHa/B  
 为优化计算加入一个旋转平面 eTw sh]  
bdEc ?  
~RgO9p(dY  
e@|/, W   
2. 参数:双凸球面透镜 B@U;[cO&  
:+: vBrJm  
( E;!.=%  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 b ;A(6^V  
 由于对称形状,前后焦距一致。 {a;my"ly  
 参数是对应波长532nm。 ?VaWOwWI  
 透镜材料N-BK7。 9Kf# jZ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 h2<Y*j  
lB3@ jF  
ruiAEC<Ej  
_8]hn[  
5'*v-l,[  
L Vt{`   
3. 结果:双凸球面透镜 csABfxib  
IWc?E  
>..C^8 "  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 2?J[D7  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 jG~zpZh  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <Wqk5mR  
w%Vw*i6o  
e !BablG[  
" b?1Yc-  
w&VMb&<  
4. 参数:优化球面透镜 Teo&V  
KicPW}_  
JzI/kH~  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 E3%:7MB  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *?dw`j_b >  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 o$ disJ  
 透镜材料同样为N-BK7。 "eRf3Q7w:  
1T96W :   
vQK*:IRKK  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ii,/omn:  
Wg\`!T  
m 3k}iIU7  
x|3f$ =b  
5. 结果:优化的球面透镜 "lU%Pm]>  
JrZ"AId2  
6<E4?<O%  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 3JnBKh\n  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 e[`u:  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 H#zsk*=QD  
I"AgRa  
O:K={#Xj  
-^a?]`3_v  
6. 参数:非球面透镜 >'\cNM~nf  
+*Um:}&  
YSQB*FBz  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 KB3zQJY  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4|PNsHXt  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ah1DuTT/G  
gA`x-`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 OanHG  
E Ux kYl  
7soiy A  
Hjho!np  
eJh4hp;x  
7. 结果:非球面透镜 7F=Xn@ _  
">?ocJ\9  
e7fA-,DV  
 生成期望的高帽光束形状。 )qi/>GR,  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 N9lCbtn(0x  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 c_oI?D9  
jSY&P/[ xb  
;a]Lxx;-  
v\LcZt`}  
Qf?5"=:#  
8. 总结 g\Gx oR  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a-P 'h1hbH  
fWr6f`de  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Yn0l}=, n  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 'eKvt5&@  
+@:$7m(V  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 W6kDQ& q  
vSu|!Xb]  
扩展阅读 \ow3_^Bk  
K2= `.  
扩展阅读 R`7v3{  
 开始视频 pv:7kgod  
-     光路图介绍 . kv/db  
 该应用示例相关文件: ;B8 #Nf  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7N@4c   
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
F W?zJ  
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